一种无人机除花粉方法

1.本发明涉及无人机应用技术领域，尤其涉及一种无人机除花粉方法。


背景技术：

2.当前作物育种中，有时需要把某一类型作物花粉颗粒去除，再把另外作物花粉移接到该作物的花房上，进而实现特定性状作物育种。在这个过程中，目前作物育种花粉去除大多采用人工方法，这种方法主要为人工拉绳进行抖动或人工手搓等方法，这种方法需要较多的人力成本，而且绳子抖动力度不均可能会导致作物受损，花粉去除效率较低；也有人使用无人机螺旋桨风力吹除方法(专利202020698867x)，这种方法固然减少了人力耗费，但是也存在一定问题：无人机螺旋桨风力去除的花粉颗粒飘散，容易污染附近的移接花粉作物(通常育种田块中，去除花粉作物和移接花粉作物种植距离较近，一般不超过1m)和误入同种花朵的雌蕊内，这可能会导致育种失败。


技术实现要素：

3.本发明旨在提供一种能够防止移除的花粉污染附近的移接花粉作物和误入在除粉的花的雌蕊的无人机除花粉方法，解决了现有的无人机吹风除花粉会污染附近的移接花粉作物，避免了误入花的雌蕊的问题。
4.以上技术问题是通过以下技术方案解决的：一种无人机除花粉方法,其特征在于，通过无人机除花粉装置来完成，无人机除花粉装置包括无人机、连接在无人机上的气泵、控制终端、信号接受器、信号发射器、控制器、用于套设到一朵花上的隔离罩和位于隔离罩内的隔离冒，所述隔离罩通过风管同所述气泵的出口端连通，所述隔离罩上设有对隔离罩内部进行拍摄的摄像机，所述隔离冒用于罩到花的雌蕊上，所述隔离罩的顶壁上球面铰接有连接套，所述连接套上穿设有升降杆，所述隔离冒连接在所述升降杆的下端，所述升降杆的上端同升降电缸抵接且通过磁铁吸附在一起，所述升降杆同二维移动结构连接在一起，所述二维移动结构用于驱动升降杆以所述连接套为支点进行横向和纵向的摆动，所述气泵的出口端连接有花粉收集袋；除花粉的过程为：摄像机拍摄到隔离罩内及下方附近的情况，以下将摄像机拍摄到的隔离罩内及下方附近的情况称为摄像机拍摄到的信息，根据摄像机拍摄到的信息能够获知隔离罩同花朵之间的位置关系，隔离冒同雌蕊之间的位置关系，根据摄像机拍摄到的信息去控制无人机先飞行到隔离罩罩在一朵花上，通过二维调整结构调整隔离冒的位置到同被隔离罩罩住的花的雌蕊对齐，通过升降电缸驱动隔离冒下降到隔离冒罩住所述雌蕊，气泵开启吸气，吸气的结果使得雄蕊上的花粉被除去，按照同样的方式将余下花朵上的花粉去除。
5.作为优选，所述二维移动结构包括套设在升降杆上的驱动套、固接且套设在驱动套上的矩形环、两个横向驱动电缸和两个纵向驱动电缸，两个横向驱动电缸的一端一一对应地抵接在矩形环的两个相对的面上、另一端同隔离罩固定在一起，两个纵向驱动电缸的一端一一对应地抵接在矩形环的另外的两个相对的面上、另一端同隔离罩固定在一起。使
用时，通过纵向气缸驱动升降杆进行纵向摆动和横向电缸驱动升降杆横向摆动，从而实现隔离冒移动到同雌蕊对齐。
6.作为优选，所述隔离罩的顶壁的外部设有器件箱，所述气泵、摄像机、二维移动结构和升降电缸都位于所述器件箱内，所述器件箱通过吊索悬挂在无人机下方。能够避免吊索同元器件的干涉，导致不容易使得隔离罩竖直。提高了布局时的方便性。
7.作为优选，所述隔离罩的下端设有柔性的遮挡裙边，遮挡裙边的高度为2厘米以上。气泵吸气时，遮挡裙边能够朝内收缩到抵接在叶片上，从而起到降低隔离罩内部空间和密闭性的作用，进而使得气泵的吸力较小时能够对花粉产生较大的吸力。
8.作为优选，所述隔离罩为上端小下端大的锥形。能够通过吸气时气流驱动遮挡裙边内收的可靠性。
9.作为优选，所述遮挡裙边为柱形，所述遮挡裙边内部中空而形成气腔，所述气泵的出口端同三通接头的第一个端口连接在一起，所述气腔通过输气管同所述三通接头的第二个端口连接在一起，所述风管同三通接头的第三个端口连接在一起，所述气泵为双向气泵，所述输气管上设有气管部阀门，所述风管上设有风管部阀门；除花粉的过程中，隔离罩罩在花上之前使风管部阀门关闭、气管部阀门开启，气泵吹气而使得遮挡裙边吹气鼓气具有刚度，遮挡裙边鼓起后风管部阀门开启、气管部阀门关闭、气泵停止；隔离冒罩住雌蕊时，气管部阀门开启、风管部阀门开启和气泵开启吸气，吸气除花粉的同时也使得遮挡裙边收缩而抵接到花或叶片上。既能够使得遮挡裙边具有刚性可靠的套到花朵上，套上后有能够使得遮挡裙边保持柔性而能够被朝内收拢。
10.作为优选，所述无人机将所述隔离罩吊起到隔离罩处于悬空状态时，所述隔离罩的开口方向竖直向下。找到花朵上时方便。
11.作为优选，所述升降杆设有贯通隔离冒内部的气道，所述气道通过软管同气泵的出口端连通；在隔离冒罩到雌蕊上的过程中，如果有雄蕊干涉隔离冒罩到雌蕊上时，气泵鼓风使得雄蕊被吹而远离雌蕊，以上气泵鼓风的过程中风管部阀门处于关闭状态。提高了隔离冒独立找到雌蕊上时的可靠性。
12.作为优选，所述升降杆的上端设有垂直于升降杆的支撑板，所述升降电缸抵接在所述支撑板上。升降杆调整位置后，会产生为倾斜的状态，此时不能够同升降电缸位于一条直线上，设置支撑板，能够在升降杆较小时升降电缸又能够驱动到升降杆，提高了升降电缸驱动升降杆时的可靠性。
13.本发明具有下述优点：能够以较小的风力除花粉，除花粉时花粉不会污染附近的移接花粉作物和误入在除粉的花的雌蕊。
附图说明
14.图1为无人机除花粉装置刚套到花朵上时的示意图；
15.图2为图1的a处的局部放大示意图；
16.图3为图1的b处的局部放大示意图；
17.图4为图1的c处的局部放大示意图
18.图5为图1的d—d处的局部放大示意图
19.图6为无人机除花粉装置已经启动气泵在开始除花粉时示意图；
20.图7为无人机除花粉装置实施例二的示意图。
21.图中：无人机1、气泵2、隔离罩3、隔离冒4、风管5、花粉收集袋6、摄像机7、花8、雌蕊9、连接套10、升降杆11、支撑板12、二维移动结构16、升降电缸13、器件箱14、吊索15、驱动套17、矩形环18、横向驱动电缸19、纵向驱动电缸20、连接杆21、遮挡裙边22、气腔23、三通接头24、输气管25、气管部阀门26、风管部阀门27、、叶片29、雄蕊30、花瓣31、气道33、软管32、气泵的出口端34、信号发射器35。
22.具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.实施例一，参见图1到图6，一种无人机除花粉方法，通过无人机除花粉装置来完成，无人机除花粉装置包括无人机1、连接在无人机上的气泵2、控制终端、信号接受器、信号发射器35、控制器、用于套设到一朵花上的隔离罩3和位于隔离罩内的隔离冒4。隔离罩为上端小下端大的锥形。隔离罩通过风管5同气泵的出口端34连通，气泵的出口端连接有花粉收集袋6。隔离罩上设有对隔离罩内部进行拍摄的摄像机7，隔离冒用于罩到花8的雌蕊上9，隔离罩的顶壁上球面铰接有连接套10，连接套上穿设有升降杆11，隔离冒连接在升降杆的下端，升降杆的上端设有垂直于升降杆的支撑板12。升降杆同二维移动结构16连接在一起。支撑板同升降电缸13抵接在一起。升降电缸同支撑板之间通过磁铁吸附在一起，使得升降电缸上升时升降杆也能够上升且升降杆摆动时升降电缸不产生干涉。隔离罩的顶壁的外部设有器件箱14，气泵、摄像机、二维移动结构和升降电缸都位于器件箱内。器件箱通过吊索15悬挂在无人机下方。二维移动结构用于驱动升降杆以连接套为支点进行横向和纵向的摆动。信号接受器用于将接收到的控制终端输送来的无线指令传送给控制器，控制器用于根据控制终端输送来的指令控制升降电缸、无人机、气泵和二维移动结构工作。信号发射器用于将摄像机拍摄到的信息无线输送给控制终端。二维移动结构包括套设在升降杆上的驱动套17、固接且套设在驱动套上的矩形环18、两个横向驱动电缸19和两个纵向驱动电缸20。矩形还通过连接杆21同驱动套连接在一起。两个横向驱动电缸的一端一一对应地抵接在矩形环的两个相对的面上、另一端同隔离罩固定在一起，两个纵向驱动电缸的一端一一对应地抵接在矩形环的另外的两个相对的面上、另一端同隔离罩固定在一起。驱动升降杆横向摆动时，两个横向驱动电缸一个伸长另一个缩短，同样驱动升降杆总向摆动时，两个纵向驱动电缸一个伸长另一个缩短。升降杆的纵向和横向摆动将调整隔离冒的位置，使得隔离冒能够同雌蕊对齐。隔离罩的下端设有柔性的遮挡裙边22，遮挡裙边的高度为2厘米以上。遮挡裙边为柱形，遮挡裙边内部中空而形成气腔23，气泵的出口端同三通接头24的第一个端口连接在一起，气腔通过输气管25同三通接头的第二个端口连接在一起，风管同三通接头的第三个端口连接在一起。气泵为双向气泵，输气管上设有气管部阀门26，风管上设有风管部阀门27。无人机将所述隔离罩吊起到隔离罩处于悬空状态时，隔离罩的开口方向竖直向下。
24.使用时，摄像机拍摄到隔离罩内及下方附近的情况(以下称为摄像机拍摄到的信息)，根据摄像机拍摄到的信息能够获知隔离罩同花朵之间的位置关系，隔离冒同雌蕊之间的位置关系，风管部阀门关闭、气管部阀门开启，气泵吹气而使得遮挡裙边吹气鼓气具有刚度，鼓起后风管部阀门开启、气管部阀门关闭、气泵停止；根据摄像机拍摄到的信息去控制
无人机先飞行到隔离罩罩在一朵花8上，通过二维调整结构调整隔离冒的位置到同被罩住的雌蕊9对齐，通过升降电缸驱动隔离冒下降到隔离冒罩住，气管部阀门开启、风管部阀门开启和气泵开启吸气，吸气的结果使得遮挡裙边收缩而抵接到叶片29上，雄蕊30上的花粉被吸走而除掉。按照同样的方式将其它花朵上的花粉去除。花还包括花瓣31。
25.实施例二，同实施例一的不同之处为：
26.参见图7，升降杆设有贯通隔离冒内部的气道33，气道通过软管32同气泵的出口端连通。在隔离冒罩到雌蕊上的过程中，如果有雄蕊离雌蕊太近而无法独立找到雌蕊上时，气泵鼓风(此时风管部阀门处于关闭状态)使得雄蕊被吹而远离雌蕊，从而将过滤冒罩到雌蕊上。
27.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种无人机除花粉方法,其特征在于，通过无人机除花粉装置来完成，无人机除花粉装置包括无人机、连接在无人机上的气泵、控制终端、信号接受器、信号发射器、控制器、用于套设到一朵花上的隔离罩和位于隔离罩内的隔离冒，所述隔离罩通过风管同所述气泵的出口端连通，所述隔离罩上设有对隔离罩内部进行拍摄的摄像机，所述隔离冒用于罩到花的雄蕊上，所述隔离罩的顶壁上球面铰接有连接套，所述连接套上穿设有升降杆，所述隔离冒连接在所述升降杆的下端，所述升降杆的上端同升降电缸抵接且通过磁铁吸附在一起，所述升降杆同二维移动结构连接在一起，所述二维移动结构用于驱动升降杆以所述连接套为支点进行横向和纵向的摆动，所述气泵的出口端连接有花粉收集袋；收集花粉的过程为：摄像机拍摄到隔离罩内及下方附近的情况，以下将摄像机拍摄到的隔离罩内及下方附近的情况称为摄像机拍摄到的信息，根据摄像机拍摄到的信息能够获知隔离罩同花朵之间的位置关系，隔离冒同雌蕊之间的位置关系，根据摄像机拍摄到的信息去控制无人机先飞行到隔离罩罩在一朵花上，通过二维调整结构调整隔离冒的位置到同被隔离罩罩住的花的雌蕊对齐，通过升降电缸驱动隔离冒下降到隔离冒罩住所述雌蕊，气泵开启吸气，吸气的结果使得雄蕊上的花粉被吸走，进而收集到收集袋里。2.根据权利要求1所述的一种无人机除花粉方法,其特征在于，所述二维移动结构包括套设在升降杆上的驱动套、固接且套设在驱动套上的矩形环、两个横向驱动电缸和两个纵向驱动电缸，两个横向驱动电缸的一端一一对应地抵接在矩形环的两个相对的面上、另一端同隔离罩固定在一起，两个纵向驱动电缸的一端一一对应地抵接在矩形环的另外的两个相对的面上、另一端同隔离罩固定在一起。3.根据权利要求1或2所述的一种无人机除花粉方法,其特征在于，所述隔离罩的顶壁的外部设有器件箱，所述气泵、摄像机、二维移动结构和升降电缸都位于所述器件箱内，所述器件箱通过吊索悬挂在无人机下方。4.根据权利要求1或2所述的一种无人机除花粉方法,其特征在于，所述隔离罩的下端设有柔性的遮挡裙边，遮挡裙边的高度为2厘米以上。5.根据权利要求4所述的一种无人机除花粉方法,其特征在于，所述隔离罩为上端小下端大的锥形。6.根据权利要求4所述的一种无人机除花粉方法,其特征在于，所述遮挡裙边为柱形，所述遮挡裙边内部中空而形成气腔，所述气泵的出口端同三通接头的第一个端口连接在一起，所述气腔通过输气管同所述三通接头的第二个端口连接在一起，所述风管同三通接头的第三个端口连接在一起，所述气泵为双向气泵，所述输气管上设有气管部阀门，所述风管上设有风管部阀门；除花粉的过程中，隔离罩罩在花上之前使风管部阀门关闭、气管部阀门开启，气泵吹气而使得遮挡裙边吹气鼓气具有刚度，遮挡裙边鼓起后风管部阀门开启、气管部阀门关闭、气泵停止；隔离冒罩住雌蕊时，气管部阀门开启、风管部阀门开启和气泵开启吸气，吸气除花粉的同时也使得遮挡裙边收缩而抵接到花或叶片上。7.根据权利要求1或2所述的一种无人机除花粉方法,其特征在于，所述无人机将所述隔离罩吊起到隔离罩处于悬空状态时，所述隔离罩的开口方向竖直向下。8.根据权利要求1或2所述的一种无人机除花粉方法,其特征在于，所述升降杆设有贯通隔离冒内部的气道，所述气道通过软管同气泵的出口端连通；在隔离冒罩到雌蕊上的过程中，如果有雄蕊干涉隔离冒罩到雌蕊上时，气泵鼓风使得雄蕊被吹而远离雌蕊，以上气泵
鼓风的过程中风管部阀门处于关闭状态。9.根据权利要求1或2所述的一种无人机除花粉方法,其特征在于，所述升降杆的上端设有垂直于升降杆的支撑板，所述升降电缸抵接在所述支撑板上。

技术总结
本发明涉及一种无人机除花粉方法,通过摄像机拍摄到隔离罩内及下方附近的情况，根据摄像机拍摄到的信息去控制无人机先飞行到隔离罩罩在一朵花上，通过二维调整结构调整隔离冒的位置到同被隔离罩罩住的花的花蕊对齐，通过升降电缸驱动隔离冒下降到隔离冒罩住所述花蕊，气泵开启吸气，吸气的结果使得花蕊上的花粉被吸走而除掉，按照同样的方式将余下花朵上的花粉去除。本发明具有能够防止移除的花粉污染附近的移接花粉作物和误入在除粉的花的雌蕊的优点，解决了现有的无人机吹风除花粉会污染附近的移接花粉作物和误入除粉花的雌蕊的问题。问题。问题。


技术研发人员：胡昊 周洪奎 娄卫东 李冬
受保护的技术使用者：浙江省农业科学院
技术研发日：2023.06.27
技术公布日：2023/9/16